一。單片機通信的知識
1. 通信的兩種方式
2. 串行通信的三種傳輸方式
半雙工數(shù)據(jù)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)不能同時傳輸，全雙工發(fā)送和接收互不影響，數(shù)據(jù)傳輸可以同時進行。
3. 串行通信的通信方式
對于同步通信，除了一條數(shù)據(jù)線以外，還需要一條時鐘線，用于傳輸同步時鐘信號，數(shù)據(jù)的每個位傳輸都是隨著時鐘傳輸。
異步通信沒有時鐘信號，這就需要通信雙方事先要進行約定，比如UART通信要事先約定好波特率，才能保證通信數(shù)據(jù)的正確。
4. 常見的串行通信接口
5. STM32的串口通信接口
6. UART異步通信方式引腳接線方法
PC機上的DB9接口電平為232電平，不能直接跟單片機上TTL信號連接，兩者的電平不兼容。
7. UART異步通信方式的引腳
對于大容量的STM32最多有5個串口。
RXD： 數(shù)據(jù)輸入引腳，接收數(shù)據(jù)。
TXD： 數(shù)據(jù)輸出引腳，發(fā)送數(shù)據(jù)。
二。UART異步通信的特點
奇偶校驗位：比如傳輸8位數(shù)據(jù)，其中有3個1，如果是偶校驗，因為前面有3個1，就需要在奇偶校驗位加一個1，使傳輸?shù)?為偶數(shù)個，如果前面?zhèn)鬏數(shù)臄?shù)據(jù)有4個1，就在奇偶校驗位補0。奇校驗則相反，如果前面的數(shù)據(jù)中有四個1，就需要在奇校驗位補一個1，是1成為奇數(shù)個，如果前面有奇數(shù)個1，就在奇偶校驗位補0。
設(shè)置奇偶校驗是為了提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確率。
三。UART框圖
1. 理解數(shù)據(jù)傳輸和接收過程。
2. 發(fā)送和接收共用一個波特率發(fā)生器。
對于STM32F103R8T6只有3個USART，串口1，串口2，串口3.
串口1的時鐘來源于PCLK2
串口2-串口4的時鐘來源于PCLK1.
PCLKx進來后進入USARTDIV進行分頻。分頻值的大小由USART_BRR寄存器進行配置。
時鐘可以進行整數(shù)的分頻，還可以進行小數(shù)的分頻，比如可以 /36，還可以 /36.5（前面只是舉了一個例子，實際上小數(shù)必須是1/16的整數(shù)倍），分頻后再除以16，產(chǎn)生的時鐘進入發(fā)送器時鐘或接收器時鐘。
SR寄存器發(fā)送接收數(shù)據(jù)過程中的標(biāo)志位。
CR1寄存器一部分為發(fā)送接收使能位，另外還有中斷使能位，可以編寫中斷函數(shù)，在中斷函數(shù)中判斷是哪個中斷發(fā)生了。
四。串口常用的寄存器
1. SR狀態(tài)寄存器
RXNE：讀數(shù)據(jù)寄存器非空，DR寄存器已經(jīng)收到數(shù)據(jù)置1
TC：發(fā)送完成，數(shù)據(jù)發(fā)送完成后置1
2. DR寄存器
只用到了位0--位8
3. BRR寄存器
波特率寄存器
用到低16位，低4位USARTDIV的小數(shù)部分
位4-位15，USARTDIV的整數(shù)部分
PCLK1用于串口2,3,4,5，為36M
PCLK2用于串口1，為72M
4. CR1寄存器
控制寄存器，主要有發(fā)送和接收使能，以及相關(guān)的中斷使能
RE：接收使能
TE：發(fā)送使能
RXNEIE：接收緩沖區(qū)非空中斷使能，在接收到完整的數(shù)據(jù)后如果在這里使能了中斷，就可以產(chǎn)生中斷。
五。串口操作常用的相關(guān)庫函數(shù)
六。 串口配置的一般步驟
中斷的通道在stm32f10x.h中
USART1的中斷通道為USART1_IRQn。
中斷文件的格式在啟動文件 startup_stm32f10x_hd.s 中。
七。 串口幾個重要函數(shù)
1.void USART_Init(USART_TypeDef* USARTx, USART_InitTypeDef* USART_InitStruct); 串口初始化函數(shù)
作用：初始化串口的一些重要參數(shù)，包括波特率，奇偶校驗位，停止位等
2.void USART_ITConfig(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t USART_IT, FunctionalState NewState);
作用：開啟相應(yīng)的串口的中斷。
3.void USART_Cmd(USART_TypeDef* USARTx, FunctionalState NewState);
作用：使能相應(yīng)的串口
4.void USART_SendData(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t Data);
作用：串口發(fā)送數(shù)據(jù)，往串口發(fā)送一個數(shù)據(jù)
5.uint16_t USART_ReceiveData(USART_TypeDef* USARTx);
作用：串口接收數(shù)據(jù)
6.void USART_DeInit(USART_TypeDef* USARTx);
作用：串口復(fù)位
7.void USART1_IRQHandler(void) //串口1中斷服務(wù)函數(shù)
{
}
通過以上幾個函數(shù)就可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收
中斷狀態(tài)的獲取，復(fù)位相關(guān)的一些函數(shù)
1. FlagStatus USART_GetFlagStatus(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t USART_FLAG);
2. void USART_ClearFlag(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t USART_FLAG);
3. ITStatus USART_GetITStatus(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t USART_IT);
4. void USART_ClearITPendingBit(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t USART_IT);
八。串口配置的一般步驟
1) 串口時鐘使能，GPIO 時鐘使能，需要使能GPIOA和USART1的時鐘
2) 串口復(fù)位
3) GPIO 端口模式設(shè)置
4) 串口參數(shù)初始化
5) 開啟中斷并且初始化 NVIC（如果需要開啟中斷才需要這個步驟）
6) 使能串口
7) 編寫中斷處理函數(shù)
1. 配置RXD，TXD引腳
發(fā)送TXD（PA9）設(shè)置為推挽復(fù)用輸出
接收RXD（PA10）設(shè)置為浮空或帶上拉輸入
在misc.c文件中有中斷分組的配置函數(shù)
void NVIC_PriorityGroupConfig(uint32_t NVIC_PriorityGroup)
例：串口初始化
void My_USART1_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStru;
USART_InitTypeDef USART_InitStru;
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStru;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1,ENABLE);//USART1時鐘來自PCLK2
GPIO_InitStru.GPIO_Mode= GPIO_Mode_AF_PP; //推挽復(fù)用輸出
GPIO_InitStru.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;
GPIO_InitStru.GPIO_Speed = GPIO_Speed_10MHz;
GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStru);
GPIO_InitStru.GPIO_Mode= GPIO_Mode_IN_FLOATING; //浮空輸入
GPIO_InitStru.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
GPIO_InitStru.GPIO_Speed = GPIO_Speed_10MHz;
GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStru);
USART_InitStru.USART_BaudRate = 115200; //波特率為115200
USART_InitStru.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None; //硬件流控制 為無
USART_InitStru.USART_Mode = USART_Mode_Rx|USART_Mode_Tx; //工作模式為發(fā)送和接收
USART_InitStru.USART_Parity = USART_Parity_No; //沒有奇偶校驗
USART_InitStru.USART_StopBits = USART_StopBits_1; //一個停止位
USART_InitStru.USART_WordLength = USART_WordLength_8b; //字長為8（因為沒有奇偶校驗）
USART_Init(USART1,&USART_InitStru);
USART_Cmd(USART1,ENABLE); //使能串口1
USART_ITConfig(USART1,USART_IT_RXNE,ENABLE); //設(shè)置串口中斷的類型，這里選擇接收緩沖區(qū)非空 產(chǎn)生中斷
NVIC_InitStru.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn; //定義在哪個通道，在頂層文件stm32f10x.h文件中 定義
NVIC_InitStru.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_InitStru.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1; //搶占優(yōu)先級 0-3
NVIC_InitStru.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1; //子優(yōu)先級 0-3
NVIC_Init(&NVIC_InitStru); //設(shè)置中斷搶占優(yōu)先級和響應(yīng)優(yōu)先級
}
中斷服務(wù)函數(shù)的格式在啟動文件startup_stm32f10x_hd.s中定義
voidUSART1_IRQHandler(void)
{
u8 res;
if( USART_GetITStatus(USART1,USART_IT_RXNE)) //判斷是否是接收到數(shù)據(jù)產(chǎn)生的中斷
{
res = USART_ReceiveData(USART1); //接收數(shù)據(jù)
USART_SendData(USART1,res); //重新發(fā)送回這個數(shù)據(jù)
}
}
//初始化IO，串口1
//bound：波特率為入口參數(shù)
void uart_init(u32 bound){
//GPIO端口設(shè)置
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1|RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
//使能USART1，GPIOA的時鐘
USART_DeInit(USART1); //復(fù)位串口1
//USART1_TX PA.9
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9; //PA.9
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; //復(fù)用推挽輸出
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); //初始化PA9
//USART1_RX PA.10
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;//浮空輸入
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); //初始化PA10
//USART 初始化設(shè)置
USART_InitStructure.USART_BaudRate = bound;//波特率一般設(shè)置為9600;
USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;//字長為8位數(shù)據(jù)格式
USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;//一個停止位
USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;//無奇偶校驗位
USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;//無硬件 數(shù)據(jù)流控制
USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx; //收發(fā)模式
USART_Init(USART1, &USART_InitStructure); //初始化串口
#if EN_USART1_RX //如果使能了接收
//注：在usart.h頭文件中定義了
//#define EN_USART1_RX 1 //使能（1），禁止（0）串口1中斷接收
//Usart1 NVIC 配置
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=3 ;//搶占優(yōu)先級3
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3; //子優(yōu)先級3
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //IRQ通道使能
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //根據(jù)指定的參數(shù)初始化NVIC寄存器
USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);//開啟接收中斷，接收數(shù)據(jù)時產(chǎn)生中斷
#endif
USART_Cmd(USART1, ENABLE); //使能串口
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